Le marégraphe pneumatiques ou à bulles est un des tous premiers à utiliser la relation entre la hauteur d'eau et la pression hydrostatique correspondante. Les pays anglo-saxons et plus particulièrement le Royaume-Uni ont largement utilisé et déployé sur leurs côtes ce type de marégraphe.
Fonctionnement
Le principe de fonctionnement du système repose sur le maintient d'un faible flux contrôlé d'air ou d'azote dans un tube de faible section (écoulement laminaire avec perte de charge négligeable), aboutissant au niveau choisi, obligatoirement situé au-dessous des plus basses mers. À ce niveau, le tube est connecté à la face supérieure d'un cylindre étanche vers le haut et ouvert vers le bas, ayant en outre un orifice de très faible section à mi-hauteur. Le faible flux permanent de gaz dans le tube maintient une émission continue de bulles à travers ce petit orifice. Cette émission est entretenue par une bouteille à gaz, servant de réserve, dont la pression d'échappement équilibre celle liée à la hauteur d'eau et à la pression atmosphérique.
La pression du gaz est mesurée dans l'observatoire, donc relative à la pression atmosphérique, par un manomètre différentiel à mercure, traduite en hauteur d'eau et enregistrée sur une feuille graphique.
Utilisation
Cet appareil présente des avantages appréciables. De maintenance aisée, il ne nécessite pas de puits de tranquillisation pour son installation. Son défaut essentiel concerne la dégradation des performances en présence de vagues. Celles-ci créent des surpressions engendrant une remontée d'eau dans le cylindre empêchant l'évacuation des bulles d'air. De plus, comme pour la lecture à l'échelle de marée, la dissymétrie du profil des vagues entre crêtes et creux, entraîne des erreurs sur la hauteur d'eau déduite de cette mesure de pression. Un remède consiste à augmenter le débit d'air mais avec le risque de passer à un écoulement turbulent dans le tube. On est alors confronté dans ce cas aux pertes de charges dans le tuyau d'alimentation, ce qui accroît l'erreur de mesure. Un compromis doit être trouvé entre les deux types d'erreurs induites, soit par l'agitation de la surface, soit par la perte de charge. Le débit dans le tube est d'autant plus délicat à régler que le tuyau est long. En pratique il est recommandé d'éviter les tuyaux de longueur supérieure à 200 m.
Conclusion
En raison de leur facilité d'installation, ces appareils ont souvent été utilisés dans les estuaires. Mais, à cause du débit des cours d'eau, les variations verticales de la densité sont souvent importante ; sans mesures simultanées de la répartition verticale de la densité, l'exploitation de telles observations ne peut évidemment pas convenir à des applications nécessitant une grande précision.
Hors de ces restriction d'utilisation (estuaires et sites avec mer agitée), ces appareils sont susceptible de fournir des mesures de bonnes qualité lorsqu'ils sont convenablement contrôlés.
Pour en savoir plus
Woodworth P. L., D. E. Smith (2003) : International Hydrographic Review, vol 4, n°3, pp.2-9 :
One Year Comparison of Radar and Bubble Tide Gauges at Liverpool.
La marée océanique et côtière
Simon B. (2007). La Marée - Edition Institut océanographique, 434pp.
Pugh, D. T. (1972). The physics of pneumatic tide gauges. International Hydrographic Review, 49 (2), pp.71-97.
